基于人工神经网络的磨料水射流精密特种加工

磨料水射流是一种先进的绿色加工工具。为了获得较高的表面精度,必须精确控制水射流加工的各种工艺参数。一种可行的办法是建立水射流加工过程中的主要参数之间的非线性关系,通过加工速度的补偿来间接控制工件表面质量。本文基于人工神经网络理论,建立了水射流加工过程的神经网络模型。在获取大量样本数据的基础上,对网络模型进行训练。经过训练的水射流加工神经网络模型可以准确预测与给定压力、磨料流量、工件厚度、期望的表面粗糙度所对应的切割速度,实验验证获得满意结果。

基于ANSYS的高压机械密封温度场理论研究

根据热平衡方程推导出高压机械密封中的温升计算公式,并建立了机械密封件温度场的有限元模型,利用ANSYS分析软件求解密封环内部各节点的温度。根据温度场分布图,对影响密封环热影响的主要因素进行了讨论。结果表明:密封端面温度最高且靠近内径方向,应通过改善散热和加强冷却防止因摩擦热使正常压力下的液膜流体达到沸点并汽化;密封介质压力、密封端面的平均直径和转速的增加都会使摩擦热增加,从而使密封端面温度升高;不同密封介质的摩擦因数和传热系数会造成不同的温升;导热率越高扩散热量也就越多,选择导热率高的密封材料能有效地降低密封环温度。

一种加工印刷电路板用四轴钻铣床的机械系统设计

对原有设备进行改造,完成一台PCB型四轴钻铣床机械系统的设计。该新型机床采用高速电主轴、国际先进的直线滚动导轨、高精度滚珠丝杠和交流伺服电机,使其具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪声小等优点,可以广泛应用于PCB行业。

应用误差补偿技术提高水射流加工质量的研究

为了提高磨料水射流加工零件的轮廓加工精度,消除由于联动轴定位精度引起的加工误差,设计了一套基于PMAC可编程运动控制器的控制系统,利用PMAC的定位误差补偿功能对交流伺服电机进行速度环和位置环的半闭环控制,使伺服系统获得较高的定位精度,满足磨料水射流精密加工的要求。结果表明,利用PMAC的软件补偿功能,不仅可以有效提高交流伺服系统的定位精度,同时在不对机床硬件设备改造的情况下,使得水射流加工轮廓精度明显提高,断面的表面粗糙度大幅降低。

基于FLUENT的磨料水射流喷嘴内流场的可视化研究

根据液固两相流理论对磨料水射流喷嘴内的流场进行了分析,并建立了喷嘴内流速度场的可视化模型,利用FLUENT分析软件求解磨料水射流喷嘴内各节点的速度。根据速度场分布图,讨论了影响磨粒速度的主要因素。研究表明,存在一个最优磨料喷嘴长度,使得磨料速度最大。喷嘴混合腔的长度对磨料粒子的加速有显著影响,为了达到最大磨料速度,磨料混合腔长度可在水射流喷嘴直径30~40倍的区间内选取。磨料粒子最高速度会随磨料混合腔内圆锥角的增加而降低。从降低喷嘴磨损角度看,应减小混合腔内锥角。

磨料水射流微细雕刻技术的研究

根据磨料水射流加工的特点,建立了磨料水射流加工的神经网络模型。用训练好的神经网络模型来预测给定加工条件下的进给速度,并根据加工路径和机床的特性对进给速度进行修正,并编写数控代码。通过控制水射流的进给速度来间接控制其刻蚀深度,同时获得加工轨迹的圆滑过渡,从而实现磨料水射流的雕刻工艺。本文以不锈钢为原材料,以JJ I数控水射流机床为实验平台,根据机床的特性手工编程,成功雕刻出微型摩托车图形。

冰粒水射流除锈实验研究

应用后混合磨料水射流原理,用冰粒水射流进行了除锈实验研究。冰粒直径为0.5～1 mm,冰粒温度为-15～-50℃,除锈喷嘴内径为1.5 mm,除锈工件为锈蚀的碳素钢板。研究表明,通过水射流引导的冰粒射流,除锈效果明显。试验参数如工作压力、横移速度、喷射靶距、冰粒流量等对除锈效率和除锈比能耗有显著影响。其中,压力是影响除锈效率最重要的因素,在适当牺牲比能耗为代价的前提下,增加压力可提高除锈效率。

微磨料水射流精确送料装置设计及应用研究

针对微磨料水射流加工中磨料连续、均匀供给问题,利用螺杆泵送原理设计开发了微磨料精确送料装置。螺杆泵采用微型直流减速电动机驱动,通过相应的控制电器板控制电动机转速,从而实现磨料流量精确控制。根据实验测试数据,对磨料质量流量与电动机电压关系进行了线性拟合。计算表明,在10～24V范围,螺杆泵送磨料质量流量平均误差1·03g/min,最大误差为1·96g/min;平均相对误差0·2%,最大相对误差1·79%。该方程可以用于磨料流量精确控制方程。在现有水射流机床上应用该装置进行切割实验表明,工件切割断面的表面粗糙度平均值比传统自吸式供料系统提高2.64倍。微磨料水射流供料装置在精密加工领域具有广阔的应用前景。

液压活塞式天然气压缩机余隙控制研究

基于一种液压活塞式天然气压缩机，对其工作过程中余隙变化的原因进行了详细分析，提出了余隙闭环控制方法并进行了实验验证，取得了比较理想的控制效果。现场测试数据表明，该压缩机在液压系统工作压力9．91～14．79MPa，目标余隙10mm时，实际余隙平均误差0．59mm，最大误差1．44mm，平均相对误差5．9％，最大相对误差14．4％，余隙容积大小的稳定性得到明显改善，能满足实际使用的要求。该研究成果对于液压活塞式天然气压缩机具有重要应用价值。

基于PMAC控制器的开放式数控系统研究

根据磨料水射流的切割特点和精密加工要求,开发了一种适用于磨料水射流机床的基于PMAC的开放式数控系统。通过分析磨料水射流数控系统的功能需求,研究分析了数控系统的软、硬件结构和基于PMAC控制器的数控系统实现机制。采用模块化的设计思想,设计开发数控系统软件,讨论了各软件模块的实现方法。实验室的调试运行表明,基于PMAC的开放式数控系统能较好地适应磨料水射流机床的特点,满足精密加工要求。

基于PMAC控制器的开放式数控系统研究

根据磨料水射流的切割特点和精密加工要求,设计开发了一种适用于磨料水射流机床的基于PMAC的开放式数控系统。通过分析磨料水射流数控系统的功能需求,研究分析了数控系统的软、硬件结构和基于PMAC控制器的数控系统实现机制。采用模块化的设计思想,设计开发数控系统软件,讨论了各软件模块的实现方法。实验室的调试运行表明,基于PMAC的开放式数控系统能较好地适应磨料水射流机床的特点,满足精密加工要求。

水射流导引激光在微细加工中的应用

研究应用水射流导引激光技术切割加工半导体材料工艺,并与传统切割工艺进行了比较。用φ25μm的水射流和波长为1 064 nm的钇铝石榴石红外线激光源切割一个φ125μm的砷化镓晶片,典型的切割速度是40 mm/s,切口宽度23μm,切边无碎片和边角损坏。与锯片切割相比,其加工速度高达5倍。实验发现,水射流导引激光切割工件温度在160℃以下,晶圆加工表面基本无碎片、毛刺产生。通过对晶圆切片的3点弯曲进行试验发现,对于125μm厚的硅晶圆而言,在同等切痕宽度的情形下,微水射流导引激光切片断裂强度比锯片切片在正反两面都要高50%左右。结果表明,水射流导引激光切割技术可以大幅提高晶圆加工的效率、质量和可靠性。

宏程序在数控铣削凸球面类零件中的应用研究

通过对凸球面类零件数控铣削加工工艺的分析与设计,以FANUC 0i数控系统为例,分别编制了能用于实际的粗、精加工通用宏程序,体现了宏程序在数控加工中具有的强大作用,并可为相似零件的数控铣削加工提供借鉴与参考。

基于SIMULINK的水射流动态特性仿真

由于超高压发生器的瞬时压力脉动导致水射流的出口速度不稳定,进而严重影响水射流机床的加工质量。本文以某型水射流切割机床为研究对象,建立其水射流增压系统的数学模型,应用MATLAB中的动态仿真工具软件包SIMU-LINK,对超高压增压系统的压力脉动和高速水射流的出口速度进行仿真研究。通过仿真研究,为改善水射流系统的动态性能提供了依据。

飞机牵引车车架三维有限元静态分析

用SolidWorks三维建模技术建立了飞机牵引车车架的三维几何模型。以solidworks自带的COSMOSworks为有限元分析平台,建立了飞机牵引车车架有限元模型,进行了有限元静力学计算,结果表明有限元技术是牵引车车架结构设计的有效工具。对下一步的强度加载实验提供了理论指导。

基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计方法

IIR数字滤波器在语音、图像、数字通信系统和计算机领域信号处理中有广泛用途。本文结合IIR数字滤波器在图像处理中的实例,研究了基于MATLAB数字滤波器可视化集成设计与仿真问题。应用FDATool实现IIR数字滤波器的设计,然后利用SIMULINK进行数字滤波器的建模并仿真,通过修改滤波器的阶数和截止频率等参数来实现滤波器特性的改变,以满足设计的要求。

基于专家系统的CATIA二次技术

介绍了CATIA的知识工程技术的应用及特点,分析了基于专家系统的CATIA二次开发技术系统的作用及设计方法,为快速智能设计复杂曲面造型提供了技术支持.并以水轮机导叶设计过程为例阐述该原理.

微磨料水射流机床悬臂梁的有限元分析

微磨料水射流切割机床的切割精度与机床数控平台、数控系统精度以及水射流工艺参数直接有关,同时还与安装水射流切割头及其附件的悬臂梁刚度和绕曲变形有关。针对微磨料水射流机床的重要部件悬臂梁进行了Solidworks三维建模,基于ComsWorks进行了静态和模态分析。分析表明,微磨料水射流切割机床悬臂梁固有一阶、二阶、三阶和四阶频率分别为20Hz、31Hz、91Hz和104Hz。为了避免引起共振,负载频率应以一定幅度错开其固有频率。现有悬臂梁结构具有足够的刚度。

以宏程序为工具的相似零件组参数化编程

提供一个以宏程序为工具的相似零件组参数化编程的编写实例,通过使用变量而不是固定的尺寸数据和加工数据来进行编程,给出最终优化程序,并把这种编程的思路和改进方法作为参考借鉴提供给需要使用宏程序进行零件编程的工程人员。

基于AMESim的微磨料水射流增压系统压力稳定性研究

由于超高压发生器的瞬时压力是脉动的,所以水射流的出口速度是不稳定的,进而严重影响水射流机床的加工质量。蓄能器容积的大小、方向阀换向时间及喷嘴直径是影响系统压力稳定的主要因素。为此分析了系统压力稳定过程,并对3种不同方向阀的换向时间和4种不同容积的蓄能器应用AMESim(Advance Modeling Enviraneut for Performing Simrlatians ofErgineeving Systemsl)软件进行了仿真研究,所得结论与试验结果一致,对系统压力稳定性的提高具有指导意义。